Canvis en les tendències tecnològiques i el disseny tèrmic
En els últims anys, la "miniaturització", "alta funcionalitat" i "flexibilitat de disseny" s'han convertit en la tendència de desenvolupament de la tecnologia de components semiconductors. El que hem de tenir en compte aquí és com aquestes tendències en components semiconductors afectaran el disseny tèrmic i tèrmic.
"Miniaturització"
La demanda de miniaturització de productes ha promogut la miniaturització d'ICs, plaques de circuit de muntatge i altres condensadors. En el procés de miniaturització de components semiconductors, per exemple, els xips IC empaquetats en paquets més grans a través de forats com TO-220 no s'envasen actualment en paquets de muntatge superficial molt més petits. Rar.
A més, s'han adoptat alguns mètodes per millorar la integració. Per exemple, els xips IC muntats en el mateix paquet s'ajusten a dos per duplicar-los, o el nivell d'integració s'incrementa posant xips equivalents a dos xips, augmentant així les funcions per unitat d'àrea (relació d'àrea funcional).
La miniaturització i alta integració d'aquests components augmentarà la generació de calor. Els exemples es mostren a continuació. La imatge tèrmica de l'esquerra és un exemple de miniaturització de paquets, que és un exemple comparatiu d'un paquet de 20×20×20 mm i un paquet de 10×10×10 mm amb el mateix consum d'energia. Òbviament, el color vermell que indica alta temperatura es concentra més en el paquet més petit, és a dir, la calor és més gran. A la dreta hi ha un exemple d'alta integració. Quan es comparen productes amb un xip i dos xips en el mateix paquet de mida, es pot veure clarament que la diferència de temperatura també és molt evident.
El muntatge d'alta densitat redueix el rang de dissipació de calor eficaç dels dispositius de muntatge superficial que dissipen la calor a la placa de circuit i augmenta la generació de calor. Si la temperatura ambient a la closca és més alta, es reduirà la quantitat de calor que es pot dissipar. A partir dels resultats, tot i que l'alta temperatura original era només al voltant dels components de calefacció, tota la placa de circuit es troba ara en un estat d'alta temperatura. Això fins i tot condueix a un augment de la temperatura dels components que generen menys calor.
Per millorar la funció de l'equip, cal augmentar els components o utilitzar un IC integrat més gran amb major capacitat, i també cal augmentar la velocitat de processament de dades, augmentar la freqüència del senyal, i així successivament. Aquests mètodes han donat lloc a una tendència creixent del consum d'energia, que en última instància condueix a un augment de la generació de calor. A més, per tal de suprimir la radiació acústica quan es tracta d'altes freqüències, es requereix blindatge en molts casos. Atès que la calor s'acumula a la capa de blindatge, les condicions de temperatura dels components de la capa de blindatge empitjoren. A més, és difícil augmentar la mida del dispositiu per la raó de millorar la funció, de manera que es converteix en l'estat d'alta densitat esmentat anteriorment, el que fa que la temperatura a l'habitatge augmenti.
"Flexibilitat de disseny"
Per tal de fer que els productes siguin únics o que reflecteixin l'estètica, cada vegada són més els productes que comencen a donar importància al disseny, i fins i tot donen prioritat a la flexibilitat del disseny. El desavantatge és que l'habitatge té una temperatura alta a causa de l'excessiva instal·lació d'alta densitat i la impossibilitat de dissipar la calor raonablement. En resum, sostenir un dispositiu portàtil a la mà se sentirà molt calent. Per tal de millorar la flexibilitat de disseny dels components, és a dir, el grau de llibertat d'aparença, com s'ha descrit anteriorment, es poden utilitzar productes petits o plans, però no hi ha pocs productes que donin més prioritat a la flexibilitat del disseny.
El problema no és només l'augment de la generació de calor i la dificultat en la dissipació de calor
Com s'ha esmentat anteriorment, a causa dels canvis en les tres tendències de desenvolupament tecnològic de "miniaturització", "alta funcionalitat" i "flexibilitat de disseny", la generació de calor ha augmentat i, en conseqüència, la dissipació de calor s'ha tornat més difícil. Per tant, el disseny tèrmic s'enfronta a condicions i requisits més estrictes. És cert que aquest és un problema molt gran, però al mateix temps hi ha un altre problema que hem de tenir en compte.
En la majoria dels casos, el disseny d'equips de l'empresa ha establert estàndards d'avaluació per al disseny tèrmic. Si l'estàndard d'avaluació és relativament antic i la tendència recent de desenvolupament tecnològic no es té en compte i es revisa de nou, llavors el propi estàndard d'avaluació té problemes. Si aquestes consideracions no es fan, i el disseny es basa en criteris d'avaluació que no tenen en compte l'statu quo, es poden produir problemes molt greus.
Per donar resposta als canvis en les tendències de desenvolupament tecnològic, cal revisar els criteris d'avaluació del disseny tèrmic.
